亞龍YL-335B實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目書

1、亞龍YL-335B 型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書前 言現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備（自動(dòng)生產(chǎn)線）的最大特點(diǎn)是它的綜合性和系統(tǒng)性，在這里，機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工電子技術(shù)、傳感測試技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到生產(chǎn)設(shè)備中；而系統(tǒng)性指的是，生產(chǎn)線的傳感檢測、傳輸與處理、控制、執(zhí)行與驅(qū)動(dòng)等機(jī)構(gòu)在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，有機(jī)地融合在一起?？删幊绦蚩刂破鳎≒LC）以其高抗干擾能力、高可靠性、高性能價(jià)格比且編程簡單而廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代化的自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備中，擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)線的大腦微處理單元的角色。因此，培養(yǎng)掌握機(jī)電一體化技術(shù)，掌握PLC 技術(shù)及PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

2、的技術(shù)人材是當(dāng)務(wù)之急。亞龍YL-335B 型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺上安裝送料、加工、裝配、輸送、分揀等工作單元，構(gòu)成一個(gè)典型的自動(dòng)生產(chǎn)線的機(jī)械平臺，系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)的采用了氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、變頻器驅(qū)動(dòng)和步進(jìn)（伺服）電機(jī)位置控制等技術(shù)。系統(tǒng)的控制方式采用每一工作單元由一臺PLC 承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC 之間通過RS485 串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。因此，YL-335B 綜合應(yīng)用了多種技術(shù)知識，如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)（機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械連接等）、傳感器應(yīng)用技術(shù)、PLC 控制和組網(wǎng)、步進(jìn)電機(jī)位置控制和變頻器技術(shù)等。利用YL-335B，可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，使學(xué)習(xí)

3、者得到一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，從而縮短了理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。 YL-335B 采用模塊組合式的結(jié)構(gòu)，各工作單元是相對獨(dú)立的模塊，并采用了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和抽屜式模塊放置架，具有較強(qiáng)的互換性?？筛鶕?jù)實(shí)訓(xùn)需要或工作任務(wù)的不同進(jìn)行不同的組合、安裝和調(diào)試，達(dá)到模擬生產(chǎn)性功能和整合學(xué)習(xí)功能的目標(biāo)，十分適合教學(xué)實(shí)訓(xùn)考核或技能競賽的需要。本實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書主要闡述亞龍YL-335B 型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程。實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書力求采用項(xiàng)目教學(xué)的方法介紹本裝備所涉及的技術(shù)，使學(xué)生在知識的學(xué)習(xí)和綜合應(yīng)用，PLC 的編程和組網(wǎng)能力，設(shè)備的安裝與調(diào)試等方面能收到較好的效果。 鑒于時(shí)間倉促

4、和限于編者水平，書中難免有錯(cuò)誤及不當(dāng)之處，懇請讀者批評指正。目 錄項(xiàng)目一了解YL-335B 自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備.61.1 YL-335B的基本組成.61.2 YL-335B的基本功能.71.3 YL-335B的電氣控制.111.3.1 YL-335B 工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn).111.3.2 YL-335B的控制系統(tǒng).111.4 供電電源.131.5 氣源處理裝置.14項(xiàng)目二供料單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).162.1 了解供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過程.162.2 相關(guān)知識點(diǎn).172.2.1 供料單元的氣動(dòng)元件.172.2.2 認(rèn)知有關(guān)傳感器（接近開關(guān)）.202.3 供料單元安裝技能訓(xùn)練.252.4 供料單元的

5、PLC控制系統(tǒng).272.4.1 工作任務(wù).272.4.2 PLC的I/O 接線.282.4.3 供料單元單站控制的編程思路.292.4.4 調(diào)試與運(yùn)行.31項(xiàng)目三加工單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).323.1 加工單元的結(jié)構(gòu)和工作過程.323.2 相關(guān)的知識點(diǎn).343.2.1 了解直線導(dǎo)軌.343.2.2 加工單元的氣動(dòng)元件.353.3 加工單元的安裝技能訓(xùn)練.363.4 加工單元PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).383.4.1 工作任務(wù).383.4.2 PLC的I/O分配及系統(tǒng)安裝接線.393.4.3 編寫和調(diào)試PLC控制程序.41項(xiàng)目四裝配單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).434.1 裝配單元的結(jié)構(gòu)與工作過程.434.2 相關(guān)的知識

6、點(diǎn).464.2.1 裝配單元的氣動(dòng)元件.464.2.2 認(rèn)知光纖傳感器.495.3 裝配單元的安裝技能訓(xùn)練.504.4 裝配單元PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).524.4.1 工作任務(wù).524.4.2 PLC的I/O分配及系統(tǒng)安裝接線.524.4.3 編寫和調(diào)試PLC控制程序.54項(xiàng)目五分揀單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).575.1 分揀單元的結(jié)構(gòu)和工作過程.575.2 分揀單元安裝技能訓(xùn)練.595.2 相關(guān)知識點(diǎn).615.2.1 旋轉(zhuǎn)編碼器概述.615.2.2 西門子MM420 變頻器簡介.6 MM420 變頻器的安裝和接線. 6 MM420 變頻器的BOP操作面板.6

7、 MM420 變頻器的參數(shù). 6 MM420 變頻器的參數(shù)訪問. 6 常用參數(shù)設(shè)置舉例. 695.3 分揀單元的PLC控制及編程.735.3.1 工作任務(wù).735.3.2 PLC的I/O 接線.745.3.3 分揀單元的編程要點(diǎn).7 高速計(jì)數(shù)器的編程. 7 程序結(jié)構(gòu)80 項(xiàng)目六用人機(jī)界面控制分揀單元的運(yùn)行.826.1 認(rèn)知TPC7062KS人機(jī)界面.826.1.1 TPC7062KS人機(jī)界面的硬件連接.826.1.2 觸摸屏設(shè)備組態(tài).836.2 采用人機(jī)界面的工作任務(wù).866.2.1 人機(jī)界面組態(tài).876.2.2 變頻器輸出的模擬

8、量控制.97項(xiàng)目七輸送單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn).1007.1 輸送單元的結(jié)構(gòu)與工作過程.1007.2 輸送單元安裝技能訓(xùn)練.1047.3 相關(guān)的知識點(diǎn).1067.3.1 認(rèn)知步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器.1067.3.2 認(rèn)知伺服電機(jī)及伺服放大器.1 永磁交流伺服系統(tǒng)概述.1 松下MINAS A4系列AC伺服電機(jī).驅(qū)動(dòng)器.1147.3.3 S7-200 PLC的脈沖輸出功能及位控編程.118 開環(huán)位控用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的基本信息.1 使用位控向?qū)Ь幊滩襟E. 1 使用位控向?qū)傻捻?xiàng)目組件. 1247.4 輸送單元的PLC控

9、制與編程.1287.4.1 工作任務(wù).1287.4.2 PLC的選型和I/O 接線.1317.4.3 編寫和調(diào)試PLC控制程序.133項(xiàng)目八 YL-335B 的整體控制.1398.1 西門子PPI通信概述.1398.2 實(shí)現(xiàn)PPI通信的步驟.1398.3 系統(tǒng)整體控制實(shí)訓(xùn)的工作任務(wù)描述.1468.4 工作任務(wù)的實(shí)現(xiàn).1548.4.1 設(shè)備的安裝和調(diào)整.1548.4.2 有關(guān)參數(shù)的設(shè)置和測試.1558.4.3 人機(jī)界面組態(tài).15 工程分析和創(chuàng)建. 15 歡迎畫面組態(tài). 15 主畫面組態(tài). 1598.4.4 編寫和調(diào)試PLC控制程序.1668.4.4

10、.1 規(guī)劃通信數(shù)據(jù). 16 從站單元控制程序的編制. 16 主站單元控制程序的編制. 169項(xiàng)目一 了解YL-335B 自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備1.1 YL-335B 的基本組成 亞龍YL-335B 型自動(dòng)生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝備由安裝在鋁合金導(dǎo)軌式實(shí)訓(xùn)臺上的送料單元、加工單元、裝配單元、輸送單元和分揀單元5 個(gè)單元組成。其外觀如圖1-1 所示。 圖1-1 YL-335B 外觀圖其中，每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本上以氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)為主，但輸送單元的機(jī)械手裝置整體運(yùn)動(dòng)則采取步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、精密定位的位置控制，該驅(qū)動(dòng)

11、系統(tǒng)具有長行程、多定位點(diǎn)的特點(diǎn)，是一個(gè)典型的一維位置控制系統(tǒng)。分揀單元的傳送帶驅(qū)動(dòng)則采用了通用變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的交流傳動(dòng)裝置。位置控制和變頻器技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的電氣控制技術(shù)。 在YL-335B 設(shè)備上應(yīng)用了多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體通過的狀態(tài)、物體的顏色及材質(zhì)等。傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是現(xiàn)代工業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的前提之一。 在控制方面，YL-335B 采用了基于RS485 串行通信的PLC 網(wǎng)絡(luò)控制方案，即每一工作單元由一臺PLC 承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC 之間通過RS485 串行通訊實(shí)現(xiàn)互連的分布式控制方式。用戶可根據(jù)需要選擇

12、不同廠家的PLC 及其所支持的RS485 通信模式，組建成一個(gè)小型的PLC 網(wǎng)絡(luò)。小型PLC 網(wǎng)絡(luò)以其結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉的特點(diǎn)在小型自動(dòng)生產(chǎn)線仍然有著廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信中仍占據(jù)相當(dāng)?shù)姆蓊~。另一方面，掌握基于RS485 串行通信的PLC 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將為進(jìn)一步學(xué)習(xí)現(xiàn)場總線技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等打下了良好的基礎(chǔ)。 1.2 YL-335B 的基本功能 YL-335B 各工作單元在實(shí)訓(xùn)臺上的分布如圖1-2 的俯視圖所示。 圖1-2 YL-335B 俯視圖各個(gè)單元的基本功能如下： 1、供料單元的基本功能：供料單元是YL-335B 中的起始單元，在整個(gè)系統(tǒng)中，起著向系統(tǒng)中的其他單元提供原料的作用

13、。具體的功能是：按照需要將放置在料倉中待加工工件（原料）自動(dòng)地推出到物料臺上，以便輸送單元的機(jī)械手將其抓取，輸送到其他單元上。如圖1-3 所示為供料單元實(shí)物的全貌。 圖1-3 供料單元實(shí)物的全貌2、加工單元的基本功能：把該單元物料臺上的工件（工件由輸送單元的抓取機(jī)械手裝置送來）送到?jīng)_壓機(jī)構(gòu)下面，完成一次沖壓加工動(dòng)作，然后再送回到物料臺上，待輸送單元的抓取機(jī)械手裝置取出。如圖1-4 所示為加工單元實(shí)物的全貌。 圖1-4 加工單元實(shí)物的全貌3、裝配單元的基本功能：完成將該單元料倉內(nèi)的黑色或白色小圓柱工件嵌入到已加工的工件中的裝配過程。裝配單元總裝實(shí)物圖如4-1。 圖1-5 裝配單元總裝實(shí)物圖4、分

14、揀單元的基本功能：完成將上一單元送來的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀，使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。如圖1-6 所示分揀單元實(shí)物的全貌。 圖1-6 分揀單元實(shí)物的全貌5、輸送單元的基本功能：該單元通過直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手裝置到指定單元的物料臺上精確定位，并在該物料臺上抓取工件，把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下，實(shí)現(xiàn)傳送工件的功能。輸送單元的外觀如圖1-7 所示。圖1-7 輸送單元外觀圖直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器可采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)，視實(shí)訓(xùn)目的而定。YL-335B 的標(biāo)準(zhǔn)配置為伺服電機(jī)。 1.3 YL-335B 的電氣控制 1.3.1 YL-335B 工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) Y

15、L-335B 設(shè)備中的各工作單元的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是機(jī)械裝置和電氣控制部分的相對分離。每一工作單元機(jī)械裝置整體安裝在底板上，而控制工作單元生產(chǎn)過程的PLC 裝置則安裝在工作臺兩側(cè)的抽屜板上。因此，工作單元機(jī)械裝置與PLC 裝置之間的信息交換是一個(gè)關(guān)鍵的問題。YL-335B的解決方案是：機(jī)械裝置上的各電磁閥和傳感器的引線均連接到裝置側(cè)的接線端口上。PLC 的I/O 引出線則連接到PLC 側(cè)的接線端口上。兩個(gè)接線端口間通過多芯信號電纜互連。圖1-9 和圖1-10 分別是裝置側(cè)的接線端口和PLC 側(cè)的接線端口。 圖1-8 裝置側(cè)接線端口圖1-9 PLC側(cè)接線端口裝置側(cè)的接線端口的接線端子采用三層端子結(jié)構(gòu)，上

16、層端子用以連接DC24V 電源的+24V端，底層端子用以連接DC24V 電源的0V 端，中間層端子用以連接各信號線。PLC 側(cè)的接線端口的接線端子采用兩層端子結(jié)構(gòu)，上層端子用以連接各信號線,其端子號與裝置側(cè)的接線端口的接線端子相對應(yīng)。底層端子用以連接DC24V 電源的+24V端和0V 端。 裝置側(cè)的接線端口和PLC 側(cè)的接線端口之間通過專用電纜連結(jié)。其中25 針接頭電纜連接PLC 的輸入信號，15針接頭電纜連接PLC 的輸出信號。 1.3.2 YL-335B 的控制系統(tǒng) YL-335B 的每一工作單元都可自成一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，同時(shí)也可以通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)。 1、當(dāng)工作單元自成一

17、個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)時(shí)，其設(shè)備運(yùn)行的主令信號以及運(yùn)行過程中的狀態(tài)顯示信號，來源于該工作單元按鈕指示燈模塊。按鈕指示燈模塊如圖1-10 所示。模塊上的指示燈和按鈕的端腳全部引到端子排上。 圖1-10 按鈕指示燈模塊模塊盒上器件包括： 指示燈（24VDC）：黃色（HL1）、綠色（HL2）、紅色（HL3）各一個(gè)。 主令器件：綠色常開按鈕SB1 一個(gè) 紅色常開按鈕SB2 一個(gè) 選擇開關(guān)SA（一對轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)） 急停按鈕QS（一個(gè)常閉觸點(diǎn)） 2、當(dāng)各工作單元通過網(wǎng)絡(luò)互連構(gòu)成一個(gè)分布式的控制系統(tǒng)時(shí)，對于采用西門子S7-200 系列PLC 的設(shè)備，YL-335B 的標(biāo)準(zhǔn)配置是采用PPI 協(xié)議的通信方式。設(shè)備出廠的控制方

18、案如圖1-11 所示。 圖1-11 YL-335B的PPI網(wǎng)絡(luò)各工作站PLC 配置如下： 輸送單元：S7-226 DC/DC/DC 主單元，共24 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)晶體管輸出。 供料單元：S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共14 點(diǎn)輸入和10 點(diǎn)繼電器輸出。 加工單元：S7-224 AC/DC/RLY 主單元，共14 點(diǎn)輸入和10 點(diǎn)繼電器輸出。 裝配單元：S7-226 AC/DC/RLY 主單元，共24 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)繼電器輸出。 分揀單元：S7-224 XP AC/DC/RLY 主單元，共14 點(diǎn)輸入和10 點(diǎn)繼電器輸出。3、人機(jī)界面 系統(tǒng)運(yùn)行的主令信號（復(fù)位、啟動(dòng)、停止等）通過

19、觸模屏人機(jī)界面給出。同時(shí)，人機(jī)界面上也顯示系統(tǒng)運(yùn)行的各種狀態(tài)信息。 人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間做雙向溝通的橋梁。使用人機(jī)界面能夠明確指示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變的簡單生動(dòng)，并且可以減少操作上的失誤，即使是新手也可以很輕松的操作整個(gè)機(jī)器設(shè)備。使用人機(jī)界面還可以使機(jī)器的配線標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化，同時(shí)也能減少PLC 控制器所需的I/O 點(diǎn)數(shù)，降低生產(chǎn)的成本，同時(shí)由于面板控制的小型化及高性能，相對的提高了整套設(shè)備的附加價(jià)值。 YL-335B 采用了昆侖通態(tài)（MCGS）TPC7062KS觸摸屏作為它的人機(jī)界面。TPC7062KS 是一款以嵌入式低功耗CPU 為核心（主頻400MHz）的

20、高性能嵌入式一體化工控機(jī)。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了7 英寸高亮度TFT 液晶顯示屏（分辨率800×480），四線電阻式觸摸屏（分辨率4096×4096），同時(shí)還預(yù)裝了微軟嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)WinCE.NET（中文版）和MCGS 嵌入式組態(tài)軟件（運(yùn)行版）。TPC7062KS 觸摸屏的使用、人機(jī)界面的組態(tài)方法，將在項(xiàng)目五（分揀單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)）中介紹。 1.4 供電電源 外部供電電源為三相五線制AC 380V/220V，圖1-12 為供電電源模塊一次回路原理圖。圖中，總電源開關(guān)選用DZ47LE-32/C32 型三相四線漏電開關(guān)。系統(tǒng)各主要負(fù)載通過自動(dòng)開關(guān)單獨(dú)供電。其中，變頻器電源

21、通過DZ47C16/3P 三相自動(dòng)開關(guān)供電；各工作站PLC 均采用DZ47C5/2P 單相自動(dòng)開關(guān)供電。此外，系統(tǒng)配置4 臺DC24V6A 開關(guān)穩(wěn)壓電源分別用作供料、加工和分揀單元，及輸送單元的直流電源。 圖1-12 供電電源模塊一次回路原理圖圖1-13 配電箱設(shè)備安裝圖1.5 氣源處理裝置 YL-335B 的氣源處理組件及其回路原理圖分別如圖1-14 所示。氣源處理組件是氣動(dòng)控制系統(tǒng)中的基本組成器件，它的作用是除去壓縮空氣中所含的雜質(zhì)及凝結(jié)水，調(diào)節(jié)并保持恒定的工作壓力。在使用時(shí)，應(yīng)注意經(jīng)常檢查過濾器中凝結(jié)水的水位，在超過最高標(biāo)線以前，必須排放，以免被重新吸入。氣源處理組件的氣路入口處安裝一個(gè)

22、快速氣路開關(guān)，用于啟/閉氣源，當(dāng)把氣路開關(guān)向左拔出時(shí)，氣路接通氣源，反之把氣路開關(guān)向右推入時(shí)氣路關(guān)閉。 圖1-14 氣源處理組件氣源處理組件輸入氣源來自空氣壓縮機(jī)，所提供的壓力為0.61.0MPa, 輸出壓力為00.8MPa 可調(diào)。輸出的壓縮空氣通過快速三通接頭和氣管輸送到各工作單元。 項(xiàng)目二 供料單元控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn) 2.1 了解供料單元的結(jié)構(gòu)和工作過程 供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成為：工件裝料管，工件推出裝置，支撐架，閥組，端子排組件，PLC，急停按鈕和啟動(dòng)/停止按鈕，走線槽、底板等。其中，機(jī)械部分結(jié)構(gòu)組成如圖2-1 所示。 圖2-1 供料單元的主要結(jié)構(gòu)組成其中，管形料倉和工件推出裝置用于儲存工件原

23、料，并在需要時(shí)將料倉中最下層的工件推出到出料臺上。它主要由管形料倉、推料氣缸、頂料氣缸、磁感應(yīng)接近開關(guān)、漫射式光電傳感器組成。 該部分的工作原理是：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。當(dāng)活塞桿在退回位置時(shí)，它與最下層工件處于同一水平位置，而夾緊氣缸則與次下層工件處于同一水平位置。在需要將工件推出到物料臺上時(shí)，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件；然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺上。在推料氣缸返回并從料倉底部抽出后，再使夾緊氣缸返回，松開次下層工件。這樣，料倉中的工件在重力的作用下，就自動(dòng)向下移動(dòng)一個(gè)工件，為下一次推出工件做好準(zhǔn)備。

24、在底座和管形料倉第4層工件位置，分別安裝一個(gè)漫射式光電開關(guān)。它們的功能是檢測料倉中有無儲料或儲料是否足夠。若該部分機(jī)構(gòu)內(nèi)沒有工件，則處于底層和第4 層位置的兩個(gè)漫射式光電接近開關(guān)均處于常態(tài)；若僅在底層起有3個(gè)工件，則底層處光電接近開關(guān)動(dòng)作而第4 層處光電接近開關(guān)常態(tài)，表明工件已經(jīng)快用完了。這樣，料倉中有無儲料或儲料是否足夠，就可用這兩個(gè)光電接近開關(guān)的信號狀態(tài)反映出來。 圖2-2 供料操作示意圖推料缸把工件推出到出料臺上。出料臺面開有小孔，出料臺下面設(shè)有一個(gè)園柱形漫射式光電接近開關(guān)，工作時(shí)向上發(fā)出光線，從而透過小孔檢測是否有工件存在，以便向系統(tǒng)提供本單元出料臺有無工件的信號。在輸送單元的控制程序

25、中，就可以利用該信號狀態(tài)來判斷是否需要驅(qū)動(dòng)機(jī)械手裝置來抓取此工件。 2.2 相關(guān)知識點(diǎn) 2.2.1 供料單元的氣動(dòng)元件 1、標(biāo)準(zhǔn)雙作用直線氣缸 標(biāo)準(zhǔn)氣缸是指氣缸的功能和規(guī)格是普遍使用的、結(jié)構(gòu)容易制造的、制造廠通常作為通用產(chǎn)品供應(yīng)市場的氣缸。 雙作用氣缸是指活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)均由壓縮空氣來推動(dòng)。圖2-3 是標(biāo)準(zhǔn)雙作用直線氣缸的半剖面圖。圖中，氣缸的兩個(gè)端蓋上都設(shè)有進(jìn)排氣通口，從無桿側(cè)端蓋氣口進(jìn)氣時(shí)，推動(dòng)活塞向前運(yùn)動(dòng)；反之，從桿側(cè)端蓋氣口進(jìn)氣時(shí)，推動(dòng)活塞向后運(yùn)動(dòng)。雙作用氣缸具有結(jié)構(gòu)簡單，輸出力穩(wěn)定，行程可根據(jù)需要選擇的優(yōu)點(diǎn)，但由于是利用壓縮空氣交替作用于活塞上實(shí)現(xiàn)伸縮運(yùn)動(dòng)的，回縮時(shí)壓縮空氣的有效作用面

26、積較小，所以產(chǎn)生的力要小于伸出時(shí)產(chǎn)生的推力。 圖2-3 雙作用氣缸工作示意圖為了使氣缸的動(dòng)作平穩(wěn)可靠，應(yīng)對氣缸的運(yùn)動(dòng)速度加以控制，常用的方法是使用單向節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)。單向節(jié)流閥是由單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成的流量控制閥，常用于控制氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，所以也稱為速度控制閥。圖2-3 給出了在雙作用氣缸裝上兩個(gè)單向節(jié)流閥的連接示意圖，這種連接方式稱為排氣流方式。即，當(dāng)壓縮空氣從A 端進(jìn)氣、從B 端排氣時(shí)，單向節(jié)流閥A 的單向閥開啟，向氣缸無桿腔快速充氣；由于單向節(jié)流閥B 的單向閥關(guān)閉，有桿腔的氣體只能經(jīng)節(jié)流閥排氣，調(diào)節(jié)節(jié)流閥B 的開度，便可改變氣缸伸出時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度。反之，調(diào)節(jié)節(jié)流閥A 的開度則可改變氣缸縮回時(shí)

27、的運(yùn)動(dòng)速度。這種控制方式，活塞運(yùn)行穩(wěn)定，是最常用的方式。 圖2-4 節(jié)流閥連接和調(diào)整原理示意圖節(jié)流閥上帶有氣管的快速接頭，只要將合適外徑的氣管往快速接頭上一插就可以將管連接好了，使用時(shí)十分方便。圖2-4 是安裝了帶快速接頭的限出型氣缸節(jié)流閥的氣缸外觀。 圖2-4 安裝上氣缸節(jié)流閥的氣缸2、單電控電磁換向閥、電磁閥組 如前所述，頂料或推料氣缸，其活塞的運(yùn)動(dòng)是依靠向氣缸一端進(jìn)氣，并從另一端排氣，再反過來，從另一端進(jìn)氣，一端排氣來實(shí)現(xiàn)的。氣體流動(dòng)方向的改變則由能改變氣體流動(dòng)方向或通斷的控制閥即方向控制閥加以控制。在自動(dòng)控制中，方向控制閥常采用電磁控制方式實(shí)現(xiàn)方向控制，稱為電磁換向閥。 電磁換向閥是利

28、用其電磁線圈通電時(shí)，靜鐵芯對動(dòng)鐵芯產(chǎn)生電磁吸力使閥芯切換，達(dá)到改變氣流方向的目的。圖2-6 所示是一個(gè)單電控二位三通電磁換向閥的工作原理示意。 圖2-6 單電控電磁換向閥的工作原理所謂“位”指的是為了改變氣體方向，閥芯相對于閥體所具有的不同的工作位置?！巴ā钡暮x則指換向閥與系統(tǒng)相連的通口，有幾個(gè)通口即為幾通。圖3-5 中，只有兩個(gè)工作位置，具有供氣口P、工作口A 和排氣口R，故為二位三通閥。 圖2-7 分別給出二位三通、二位四通和二位五通單控電磁換向閥的圖形符號，圖形中有幾個(gè)方格就是幾位，方格中的“”和“”符號表示各接口互不相通。 圖2-7 部分單電控電磁換向閥的圖形符號YL-335B 所有

29、工作單元的執(zhí)行氣缸都是雙作用氣缸，因此控制它們工作的電磁閥需要有二個(gè)工作口和二個(gè)排氣口以及一個(gè)供氣口，故使用的電磁閥均為二位五通電磁閥。供料單元用了兩個(gè)二位五通的單電控電磁閥。這兩個(gè)電磁閥帶有手動(dòng)換向和加鎖鈕，有鎖定（LOCK）和開啟（PUSH）2 個(gè)位置。用小螺絲刀把加鎖鈕旋到在LOCK 位置時(shí)，手控開關(guān)向下凹進(jìn)去，不能進(jìn)行手控操作。只有在PUSH 位置，可用工具向下按，信號為“1”，等同于該側(cè)的電磁信號為“1”；常態(tài)時(shí)，手控開關(guān)的信號為“0”。在進(jìn)行設(shè)備調(diào)試時(shí)，可以使用手控開關(guān)對閥進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)氣路的控制，以改變推料缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制，達(dá)到調(diào)試的目的。 兩個(gè)電磁閥是集中安裝在匯流板上的。匯流板中兩個(gè)排氣口末端均連接了消聲器，消聲器的作用是減少壓縮空氣在向大氣排放時(shí)的噪聲。這種將多個(gè)閥與消聲器、匯流板等集中在一起構(gòu)成的一組控制閥的集成稱為閥組，而每個(gè)閥的功能是彼此獨(dú)立的。，閥組的結(jié)構(gòu)如圖2-8 所示。 圖2-8 電磁閥組圖2-8 供料單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖3、氣動(dòng)控制回路